Rozmagnesowanie przez działanie ciepła/gorąca

Jak gorący może się stać magnes, zależy od różnych czynników:

od użytego materiału magnesu (neodym lub ferryt)
od typu temperaturowego magnesu
od kształtu magnesu
od ułożenia magnesów w grupie

Magnesy neodymowe typu N powyżej 80 °C trwale tracą część swojej magnetyzacji, taśmy i folie powyżej 85 °C, natomiast magnesy ferrytowe dopiero powyżej 250 °C. Silne schłodzenie (np. w ciekłym azocie) nie szkodzi magnesom neodymowym. Magnesy ferrytowe jednak poniżej -40 °C tracą część swojej magnetyzacji, a taśmy i folie magnetyczne już poniżej -20 °C.

Spis treści

Rodzaje utraty udźwigu na skutek ciepła / wysokiej temperatury

Jeśli podgrzeje się magnes powyżej jego tzw. „maksymalnej temperatury pracy”, traci on część swojej magnetyzacji. Wówczas np. słabiej trzyma się płyty żelaznej, także po ponownym ostygnięciu. Od pewnej temperatury, tzw. „temperatury Curie”, nie pozostaje już żadna namagnesowanie szczątkowe.

W zależności od wysokości temperatury rozróżnia się trzy rodzaje strat:

Odwracalna utrata udźwigu

Zakres temperatur: nieco powyżej maksymalnej temperatury pracy
Magnes jest słabszy magnetycznie tylko tak długo, jak jest gorący.
Po ostygnięciu całkowicie odzyskuje swoją pierwotną siłę.
Nie ma znaczenia, ile razy magnes jest podgrzewany i ponownie schładzany.

Nieodwracalna utrata udźwigu

Zakres temperatur: wyraźnie powyżej maksymalnej temperatury pracy
Magnes jest trwale osłabiony, także po ponownym ostygnięciu.
Wielokrotne podgrzewanie do tej samej temperatury nie zwiększa strat nieodwracalnych.
Dzięki wystarczająco silnemu zewnętrznemu polu magnetycznemu nieodwracalnie osłabiony magnes można poprzez ponowne namagnesowanie przywrócić do pierwotnej siły.

Trwała utrata udźwigu
W temperaturach w pobliżu temperatury Curie struktura magnesów trwałych zaczyna ulegać trwałym zmianom. Ponowne namagnesowanie nie jest już potem możliwe.

Wszystkie opisane wcześniej rodzaje utraty właściwości w podwyższonej temperaturze pojawiają się w poniższym filmie. Autor rozróżnia w nim „nagrzewanie” (odwracalne), „podgrzewanie do wysokiej temperatury” (nieodwracalne) oraz „żarzenie” (trwałe). Na końcu magnes zostaje nawet stopiony. Zapewne nikogo nie zdziwi, że potem nie wykazywał już żadnej magnetyzacji.

Czas nagrzewania

Czas nagrzewania ma przy nieodwracalnych stratach jedynie minimalny wpływ na ich wielkość. Warunek: Podczas nagrzewania temperatura wewnątrz magnesu jest wszędzie jednakowa. Jeśli gruby magnes zostanie krótko, mocno nagrzany, temperatura na zewnątrz może być znacznie wyższa niż maksymalna temperatura rdzenia w magnesie. Wówczas straty temperaturowe zależą od miejsca – magnes jest więc namagnesowany nierównomiernie.

Kształt magnesu, kierunek magnetyzacji i ułożenie

To, czy podczas podgrzewania magnesu wystąpią nieodwracalne straty, zależy oprócz typu temperaturowego również od trzech poniższych czynników. Maksymalne temperatury pracy magnesów są więc zawsze jedynie wartościami orientacyjnymi.

Kształt magnesu
Podana maksymalna temperatura może być bezproblemowo stosowana tylko wtedy, gdy proporcje boków magnesu są „optymalne”. Obowiązuje następująca zasada: bardzo cienki, tj. płaski (spłaszczenie = średnica podzielona przez wysokość) magnes doznaje nieodwracalnych strat już przy temperaturach niższych niż podana maksymalna temperatura pracy.

Jeśli stosunek średnicy do wysokości jest natomiast mniejszy niż 4, magnes można podgrzać bardziej niż podana maksymalna temperatura pracy, nie tracąc jego magnetyzacji.

Przykłady rzeczywistych maks. temperatur pracy dla wolnostojących magnesów walcowych z neodymu:

Magnes	Średnica/Wysokość (spłaszczenie)	podana maks. temperatura pracy	rzeczywista maks. temperatura pracy
S-10-01-N	10	80 °C	ok. 60 °C
S-20-05-N	4	80 °C	ok. 80 °C
S-06-06-N	1	80 °C	ok. 140 °C

Kierunek magnetyzacji w magnesach pierścieniowych
W przypadku magnesów pierścieniowych z magnetyzacją diametralną maksymalna temperatura pracy może być znacząco niższa. Zalecamy wcześniejsze testy, jeśli magnesy mają być narażone na podwyższone temperatury.

Ułożenie magnesów
Im silniejszy magnes jest w danym układzie wystawiony na przeciwne pole, tym niższa jest jego rzeczywista maksymalna temperatura pracy.

Najmniejsze straty parametrów temperaturowych występują w układach, w których magnes jest magnetycznie „zwar ty” w obwodzie magnetycznym (w analogii do obwodu elektrycznego). Przy zwarciu magnetycznym bieguny są połączone wysoko-permeabilnym, nienasyconym materiałem ferromagnetycznym, np. miękkim żelazem. W takim układzie zwarciowym w samym magnesie nie występuje przeciwne pole. W praktyce jednak układ zwarciowy spotyka się rzadko.

Zakres temperatur pracy magnesów neodymowych

Oto przegląd różnych typów temperaturowych dla magnesów neodymowych (na podstawie strony Dane fizyczne magnesów).

Typ temperaturowy	Maks. temperatura pracy	Temperatura Curie
N	80 °C *	310 °C
M	100 °C	340 °C
H	120 °C	340 °C
SH	150 °C	340 °C
UH	180 °C	350 °C
EH	200 °C	350 °C
AH	230 °C	350 °C

* Maksymalne temperatury pracy w tej tabeli są jedynie wartościami orientacyjnymi. Magnesy o magnetyzacji N52 mają maks. temperaturę pracy 65 °C.

Do zastosowań z magnesami neodymowymi w temperaturach wyższych niż 80°C oferujemy kilka specjalnych typów magnesów o podwyższonych temperaturach pracy:

Odkryj magnesy wysokotemperaturowe

Zakresy temperatur pracy magnesów ferrytowych

Do wyższych temperatur zdecydowanie lepiej nadają się magnesy ferrytowe. Oto przegląd naszych magnesów ferrytowych (zaczerpnięty ze strony Dane fizyczne magnesów).

Typ temperaturowy	Maks. temperatura pracy	Temperatura Curie
Y35	250 °C	450 °C

Odkryj magnesy ferrytowe

Zakresy temperatur pracy taśm i folii magnetycznych

Temperatury poniżej -20° C i powyżej 85° C uszkadzają strukturę taśm magnetycznych oraz folii magnetycznych. W efekcie produkty trwale tracą część swojej siły przytrzymującej. Dlatego nie należy używać ich w miejscach, w których panują wysokie lub szczególnie niskie temperatury.

Czy magnesy mogą ulec uszkodzeniu przez zanurzenie w ciekłym azocie?

Magnesy neodymowe nie ulegają uszkodzeniu wskutek zanurzenia w ciekłym azocie o temperaturze -196 °C (77 K). Można je więc bez obaw wykorzystywać do eksperymentów z nadprzewodnikami. Proszę jednak wziąć pod uwagę: udźwig magnesu podczas schładzania początkowo nieznacznie rośnie. Poniżej -125 °C udźwig następnie stopniowo maleje. Przy -196 °C pozostaje około 85–90% udźwigu. Po ogrzaniu magnesu neodymowego do temperatury pokojowej jego pierwotny udźwig wraca do normy.

Magnesy ferrytowe poniżej -40 °C trwale tracą część swojej magnetyzacji. Dlatego nie należy ich silnie schładzać.

Taśmy magnetyczne i folie magnetyczne poniżej -20 °C trwale tracą część swojej magnetyzacji. Dlatego nie należy ich silnie schładzać.

Dalsze informacje o magnesach
W naszej sekcji FAQ znajdą Państwo wiele dodatkowych informacji o magnesach, w tym na przykład: